[发明专利]涡轮制冷机

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮制冷机，特别是涉及将制冷剂的一部分从制冷循环导入到驱动涡轮压缩机的电动机，来冷却电动机的方式的涡轮制冷机。

背景技术

以往，制冷空调装置等所利用的涡轮制冷机由封入有制冷剂的密闭系统构成，且构成为：将从冷水（被冷却流体）夺取热量以使制冷剂蒸发从而发挥制冷效果的蒸发器、对由上述蒸发器蒸发的制冷剂气体进行压缩以使其成为高压制冷剂气体的压缩机、用冷却水（冷却流体）对高压制冷剂气体进行冷却以使其冷凝的冷凝器、以及对上述冷凝后的制冷剂进行减压以使其膨胀的膨胀阀（膨胀机构）通过制冷剂配管连结。

涡轮制冷机所使用的涡轮压缩机，大多情况下采用电动机与压缩机一起以密闭状态收纳于分开型的壳体的半密闭型压缩机。在该半密闭型压缩机中，大多情况下是将制冷循环中的冷凝制冷剂（液态制冷剂）导入电动机内部，利用制冷剂的蒸发潜热来对由电动机的损失产生的发热进行冷却。在该情况下，从冷凝器向电动机输送制冷剂的驱动源为冷凝器与电动机（蒸发器）的压力差。即，输送至电动机的制冷剂量依赖于制冷机的运转状态，即冷凝器与蒸发器的压力差（也能够表现为冷却水与冷水的温度差）。因此供给至电动机的制冷剂量成为“超出”。若将冷却制冷剂超出必要量地供给至电动机，则来自冷凝器的液态制冷剂的大部分被疏通至蒸发器，从而在压缩机吸入风量不充裕的情况下，导致制冷能力降低。另外，即便在压缩机吸入风量充裕的情况下，也消耗多余的压缩动力，结果可能成为制冷机的效率降低的原因。

在采用节能器循环的情况下，疏通的液态制冷剂仅为节能器效果的部分，因而制冷效果降低。

图4是表示过量供给至电动机的液态制冷剂返回至蒸发器的情况下节能器效果降低部分的莫里尔线图。如图4所示，在过量供给至电动机的液态制冷剂返回至蒸发器的情况下，由节能器实现的制冷效果会损失由图4的斜线部分表示的部分，从而导致制冷能力降低。

专利文献1：日本特开昭57-95152号公报

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供一种涡轮制冷机，通过使作为驱动涡轮压缩机的电动机的冷却用制冷剂，从制冷循环供给至电动机的制冷剂的制冷剂量最佳化，由此能够对电动机适当地进行冷却而不会过量或不足，从而能够防止制冷机的效率降低。

为了实现上述目的，本发明的第一方式的涡轮制冷机，具备：从冷水夺取热量而使制冷剂蒸发来发挥制冷效果的蒸发器、利用叶轮来压缩制冷剂的涡轮压缩机、驱动涡轮压缩机的电动机、以及用冷却水对被压缩的制冷剂气体进行冷却并使其冷凝的冷凝器，所述涡轮制冷机的特征在于，具备：从冷凝器侧分支的配管亦即从冷凝器侧向所述电动机供给制冷剂的制冷剂供给配管；设置于所述制冷剂供给配管，对在该制冷剂供给配管中流动的制冷剂流量进行控制的控制阀；对与蒸发器内的制冷剂进行热交换的冷水的入口温度进行测量的单元；对与蒸发器内的制冷剂进行热交换后的冷水的出口温度进行测量的单元；以及控制所述控制阀的开度的控制装置，所述控制装置根据所述蒸发器的冷水入口温度与冷水出口温度的温度差、和在所述蒸发器中流动的冷水的流量来计算制冷能力，并基于计算出的制冷能力来控制所述控制阀的开度，由此对向所述电动机供给的制冷剂流量进行控制。

根据本发明，在涡轮制冷机运转过程中，测量蒸发器的冷水入口温度，并且测量蒸发器的冷水出口温度。上述测量信号依次发送至控制装置，并在控制装置中对冷水出入口的温度差进行运算。在控制装置中，通过将这样获得的温度差与在蒸发器中流动的冷水流量相乘，由此计算制冷能力。此时，在冷水流量为额定流量（固定流量）的情况下，虽不需要进行测量，但在冷水流量为变流量的情况下，利用流量测量单元进行测量而获得冷水流量。根据如上计算出的制冷能力来决定用于对电动机进行冷却所需的冷凝制冷剂（液态制冷剂）的制冷剂量，因此对控制阀的开度进行控制，从而控制从冷凝器侧经由制冷剂供给配管而向电动机供给的冷凝制冷剂的流量。这样，以与电动机的发热量相称的方式使供给至电动机的冷凝制冷剂的制冷剂量最佳化，由此能够对电动机适当地进行冷却而不会过量或不足。结束对电动机的冷却的气体制冷剂，经由回送配管而回送至蒸发器。

根据本发明的优选的方式，其特征在于，具备对在所述蒸发器中流动的冷水的流量进行测量的单元。

根据本发明，在蒸发器中流动的冷水流量为变流量的情况下，用流量测量单元进行测量而获得冷水流量。

根据本发明的优选的方式，其特征在于，具备对所述蒸发器的冷水入口压力与冷水出口压力的压力差进行测量的单元，所述控制装置根据所述压力差而对在所述蒸发器中流动的冷水的流量进行运算。